电气控制柜方面论文范文集,与PLC电气控制柜结构设计中的电磁兼容性相关论文下载

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【摘 要】本文对PLC（可编程逻辑控制器）系统电气控制柜的电磁兼容性与电磁干扰进行了分析,针对电磁兼容性与电磁干扰并结合项目具体要求提出了关于PLC电气控制柜的结构设计方案,解决了实际应用中的PLC控制柜的结构设计问题.

【关 键 词】PLC电磁兼容性电磁干扰

【Abstract】ThepaperanalysistheelectromagicpatibilityandelectromagicinterferenceoftheelectricalcontrolcabiforPLC（programmablelogiccontroller）system,InordertosolvetheelectromagicpatibilityandelectromagicinterferenceandputsforwardtheschemeofstructuredesignofPLCelectricalcontrolcabiwithprojectspecificrequirements,SuccessinsolvingtheproblemofstructuredesignofthepracticalapplicationofthePLCcontrolcabi.

【Keywords】PLC；EMC；EMI

PLC（ProgrammableLogicController可编程逻辑控制器）系统及相应的数控电子、电气产品随着技术的不断进步,PLC在工业领域中的应用日渐广泛,因而对PLC电气控制柜的结构设计也提出了更高的要求.首先设备是在较为复杂的工况电磁环境中运行,因而要求设备在实现设计的工作性能时,不因电磁干扰而影响各项性能指标；其次所涉及的设备不能干扰临近电子设备.这项要求为电子产品提出了一项重要指标――电磁兼容性.随着PLC控制柜内产品复杂度及产品数量的提高,在机箱的结构设计阶段必须充分地考虑到电磁兼容性问题,对于促进机箱结构设计的质量是很有必要的.本文通过对PLC控制柜内的电磁兼容性和电磁干扰的分析研究,并结合几种实际项目对控制柜的元器件种类、数量以及控制柜尺寸限制条件等的具体要求,提出了几种具有针对性的控制柜结构设计方案.这些方案在满足具体电气设计要求的同时也充分考虑了电磁干扰和电磁兼容性,实现了PLC控制柜的结构设计既能保证抗干扰的同时,又能保证电气原理以及施工和维护的便利性,同时也需要兼顾节约能源和成本等因素.

1电气控制柜电磁干扰分析

1.1电磁兼容性与电磁干扰

电磁兼容性的英文缩写为EMC（electromagicpatibility）,它是指：设备在共同的电磁环境中能在不降低任何性能指标的前提下正常工作.PLC电气控制系统各功能单元同在一个机柜之内,那么就要求这些功能单元在独自运行过程中相互适应.因而在PLC电气控制系统结构设计中首先要控制各功能单元的电磁发射,其次也要保证各功能单元不受外界电磁辐射的干扰.

1.2自生干扰

自生干扰是指PLC设备内部各功能单元之间通过电磁辐射及电路连接而产生的干扰,这些干扰表现为：PLC（ProgrammableLogicController可编程逻辑控制器）系统各功能组件及相应的数控电子、电气部件间的电磁干扰；印刷电路板上的线间电容和级间漏电造成的干扰；PLC设备各功能单元内部产生的高频辐射,影响元器件本身或者其它元器件的稳定性造成的干扰.

1.3入侵干扰

入侵干扰是指PLC电气控制柜系统以外的因素对PLC电气控制系统产生的干扰,主要包括以下几种情况：外部高电压设备通过共用的电源及公共接地线对PLC电气控制柜系统产生的干扰；外部高频高压设备在空间产生的强磁场,通过辐射对PLC电气控制柜系统产生的干扰；由于设备散热而引起的PLC电气控制柜系统的功能单元性能改变致使整机功能难以实现或性能指标下降；各功能单元的供电电路通过电源变压器、开关电源及逆变器等产生的干扰.

1.4电磁干扰的形成

（1）沿电路的连接线（电源线、接地线或信号线）形成的电磁干扰.这种干扰可称为连线干扰或直接干扰.连线干扰或直接干扰,在电路设计之初就应加以考虑,因为它是不可避免的.一旦电路设计定型这种干扰就存在了.（2）间接干扰是指空间周围辐射源通过空间传播形成的电磁干扰.干扰源的辐射功率的分贝数如果大于PLC电气控制柜系统中具有增益功能电路的增益分贝数,那么这种电磁干扰即形成了.此外电子设备机箱还存在着结构位移场、电磁场、温度场之间相互影响、相互耦合.这些也应在电磁兼容性中加以考虑.

2电气控制柜的电磁屏蔽

电磁屏蔽显然是使PLC电气控制柜设备免受干扰的最有效的方法.干扰源、耦合途径和感受器（敏感装置）构成了电磁干扰的三要素.电磁兼容性设计内容包括：限制干扰源的电磁发射、控制电磁干扰的传播及增强敏感设备的抗干扰能力.因而电磁屏蔽是电磁兼容性设计的极其重要的环节.

2.1电磁屏蔽的基本原理

根据电磁学的基本原理凡导电和导磁性能良好材料构成的封闭壳体具有电磁屏蔽功能.利用该原理来控制电磁干扰,抑制电磁感应和辐射的传播.目前我们生产的PLC电气控制柜设备都有金属支撑架和金属外壳体,它一方面具有机械结构功能,另一方面还兼有电磁屏蔽的功能.这种电磁屏蔽是符合电磁兼容性设计原则的.这种电磁屏蔽可防止PLC电气控制柜设备的电磁辐射造成对外电磁环境的污染.同时可避免PLC电气控制柜设备在外界电磁干扰下,无法正常工作和性能指标的下降.因此,机箱对PLC电气控制柜电磁兼容性能的影响是十分大的.有效地电磁屏蔽可以提高抗干扰能力,实现电磁兼容.为实现设备的正常功能通常采取的屏蔽措施有：静电屏蔽,主要用来屏蔽静电场和恒定磁场；以及电磁屏蔽,主要用于屏蔽交变电场、交变磁场以及交变电磁场.2.2电磁屏蔽的基本要求

通过上述分析可以给出一些电磁屏蔽设计的基本要求：（1）在屏蔽材料的选择上一定选用导电性和导磁性良好的材料.如果两种性能不能兼顾,可采用电场屏蔽和磁场屏蔽分别屏蔽的双层屏蔽的结构来解决.因为导电性好的材料可有效地屏蔽电场波,而导磁性好的材料可有效地屏蔽磁场波.（2）由于屏蔽磁场要求屏蔽体一定远离磁场源,所以要求屏蔽体和被屏蔽的电路间留有相应的空间.（3）对于1kHz以下的频率很低的磁场,应采用高导磁性的材料进行屏蔽,常用的材料是含镍80%左右的坡莫合金.

3电磁屏蔽在电气控制柜结构设计中的应用

PLC电气控制柜在结构设计中应充分考虑电磁屏蔽,以保证控制柜内的各个设备元件正常稳定工作.PLC电气控制柜的干扰主要由两个部分组成：一是来自外界的干扰,屏蔽外界干扰最主要的途径是通过柜体来解决的；二是来自内部元器件之间的干扰,屏蔽这种干扰主要是通过元器件之间的相对隔离来实现,在实际应用中主要有两种隔离方式,隔离方式的不同取决于元器件的安装方式、数量以及柜体尺寸大小.

3.1一般形式的PLC控制柜的结构设计

在PLC电气控制柜在结构设计中一般主要采取以下措施：（1）控制柜体采用不锈钢（Q235）材料,柜体采用框架式结构；框架式结构便于柜内元器件的安装同时提高了机柜整体的强度和稳定性,而不锈钢材料一方面可以保证柜内的电子原件不受外界的电磁干扰影响正常工作,另一方面也增加了柜体的结构强度.（2）一般的PLC控制柜采取的是一块底板式安装,控制柜内设备垂直于安装底板安装,安装底板固定于柜体框架上；因此,为保证控制柜里的核心元件――PLC模块,不受其它设备的干扰,需要将PLC模块集中安装于电气控制柜的上部,与其它电气设备保持一定的电气距离,并且周围布置走线槽,从而减少了其它元器件对它的

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